JPH1050518A

JPH1050518A - 電磁石

Info

Publication number: JPH1050518A
Application number: JP8202272A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Kamitsubara; 常男上津原
Original assignee: CHIYUUNICHI DENKI KOGYO KK
Current assignee: CHIYUUNICHI DENKI KOGYO KK
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-20
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JP2999721B2

Abstract

(57)【要約】【課題】所要の吸引力とストロークにおいて、より微小
な電力によって高感度の動作を可能とし、小型、軽量の
形状と単純な構成の電磁石を提供する。【解決手段】ヨーク２に同軸一対の開口磁極面を形成
し、その一方の開口磁極面を軸平行方向に延長突出さ
せ、プランジャ３の軸直交端面６は、無通電時に所定間
隙７を介して、開口磁極面４の内側軸直交面５と略一致
する位置に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石に関し、さ
らに詳しくは、通電によって機械力を発生する電磁石
で、特に微小電気入力によって動作し、小型軽量化を可
能とした電磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コイルのボビン内部に挿入したプ
ランジャの、コイル通電による直線運動を利用する電磁
石としては、図７〜１１の模式構造図に掲げるように、
（ａ）平面プランジャ型、（ｂ）円錐プランジャ型、
（ｃ）角錐台プランジャ型、（ｄ）テーパプランジャ
型、（ｅ）漏洩磁束（リーケエイジ）型等がある。

【０００３】これらの各プランジャ型電磁石は、筒状ボ
ビンに電線を巻装したコイル１と、コイル１の外側部を
囲繞するヨーク２と、ボビンの中空孔にボビン軸方向に
摺動自在に挿通するプランジャ３と、コイル１の通電に
よってプランジャ３を吸引する固定磁極面４とで構成さ
れ、それぞれの磁極面の形状の差異によって次記のよう
な吸引力特性を発揮するものである。

【０００４】（ａ）平面プランジャ型平面プランジャ型電磁石は、図７に示すように、コイル
１とヨーク２とプランジャ３とからなり、ヨークの一方
はプランジャ３の端面と対向する磁極面４を有し、コイ
ルに通電すると磁極面４にプランジャ３が吸引され吸着
されるものである。この電磁石のプランジャ３に作用す
る機械力Ｆは、コイル通電による起磁力をＵ、電磁石磁
路のバーミアンスをＰ、電磁石の動作間隙の寸法をｘと
して、電磁石の磁路の磁気飽和を無視すれば次式で示さ
れる。

【０００５】Ｆ＝（１／２）・Ｕ² ・ｄＰ／ｄｘ ……（１）図７の平面プランジャ型の電磁吸引力Ｐは、円柱状プラ
ンジャの半径をｒ_p 、動作間隙の透磁率をμとすれば、
Ｐ＝μπｒ_p ²／ｘ、ｄＰ／ｄｘ＝−μπｒ_p ²／ｘ² であ
るから、上記（１）式は次式で示すことができる。Ｆ＝（１／２）・Ｕ² ・μπ（ｒ_p ／ｘ）² ……（２）すなわち、平面プランジャ型電磁石はｒ_p ／ｘの数値の
大きい領域、換言すれば、プランジャの半径ｒ_p 大きく
て、所要動作間隙ｘが微小である場合に大きな吸引力を
得ることができ効果的である。

【０００６】（ｂ）円錐プランジャ型図８に示す円錐プランジャ型電磁石は、前記図７の電磁
石の磁極面４をプランジャ３の軸に直交する面に対して
角度θの傾斜を持つ円錐状空洞とし、この空洞に同軸に
対面して嵌合する円錐状端面をもつプランジャ３とし、
磁極面の増大を図って上記の平面プランジャ型の電磁吸
引力特性を改善したものである。

【０００７】そして、上記の平面プランジャ型と同一の
磁路のパーミアンスを持つ円錐プランジャ型電磁石で
は、平面プランジャ型の電磁吸引力Ｆが、Ｆ（ｃｏｓ
θ）² に小さくなるが、平面プランジャ型の場合動作間
隙長ｘを、１／（ｃｏｓθ）² 倍に増加できる。（ｃ）円錐台プランジャ型図９に円錐台プランジャ型電磁石を示した。この電磁石
は、図８の円錐プランジャ型電磁石の角度θの数値を小
さく選定する場合に採用される円錐プランジャ変形型の
電磁石である。図８の固定磁極面４を形成する円錐状の
空洞底面の円錐の頂点の鉄心の磁路の狭小部に発生する
磁気飽和を防止するための対策として、動作間隙を図示
の円錐台状に形成する。この場合、図示の寸法ｄのプラ
ンジャ径の増大が避けられない。

【０００８】（ｄ）テーパープランジャ型図１０のテーパプランジャ型電磁石は、ヨーク２の端部
がコイル１のボビンの両開口の外側に位置しその端面部
それぞれにボビンの中空孔より大きい開口を形成し、そ
の一方の開口の内側面を固定磁極面４とすると共に、こ
の固定磁極面４に対面するプランジャ３の端部をテーパ
状に形成したものである。従って、上記（ａ）（ｂ）
（ｃ）の各プランジャ型とは、固定磁極面の配置と形状
の点で構成を異にして次記の吸引力特性を発揮する。

【０００９】すなわち、図１０を参照して、プランジャ
のテーパ面の平均半径をｒ_p 、空洞状固定磁極に挿入し
たプランジャ３の先端の軸方向長をｘ’、プランジャ３
のテーパ面と固定磁極面との間隙の平均寸法をδ、動作
間隙の透磁率をμとして磁極端面の漏洩磁束を無視する
と、その動作間隙のパーミアンスＰは、Ｐ＝２μπ（ｒ
_p ＋０．５δ）ｘ’／δであり、ｄＰ／ｄｘ’＝２μπ
（ｒ_p ＋０．５δ）／δであることから、テーパプラン
ジャ型の電磁吸引力Ｆは、テーパの傾斜角度が微小であ
るとして、前述の（１）式によって近似的に次式で示す
ることができる。

【００１０】Ｆ＝（１／２）・Ｕ² ・ｄＰ／ｄｘ’ ＝Ｕ² ・μπ（ｒ_p ＋０．５δ）／δ …（３）ここで、上記（３）式と前述の平面プランジャ型電磁石
（円錐又は円錐台型も類似する）の電磁吸引力を示す前
記（２）式を比較し、それぞれの電磁石の所要ストロー
ク長ｓについて検討すると、前記（２）式ではｓ＝ｘの
関係が成立するが、上記（３）式では電磁石の所要スト
ローク長ｓと、空洞状固定磁極に挿入したプランジャ先
端の軸方向長ｘ’とは何らの関連がなく、テーパプラン
ジャ型電磁石の所要ストローク長ｓは、空洞状固定磁極
面４の軸方向長と、プランジャ３のテーパ先端と固定磁
極面との間隙の寸法δとテーパの傾斜角度θの設計値に
よって決定される。

【００１１】従って、テーパプランジャ型電磁石は、そ
の所要ストローク長ｓを大きくするためには、固定磁極
面４を形成する肉厚のヨーク材２と、プランジャ３の鉄
心にテーパ先端の半径ｒ_p より大径の磁性体を採用が必
要となり、電磁石自体の形状の増大と動作性能の低下を
招く欠点がある。（ｅ）漏洩磁束（リーケエィジ）型図１１に漏洩磁束（リーケエィジ）型電磁石の模式構造
図を掲げた。この型式の電磁石は鉄心磁路の構成が不十
分で、プランジャ３からの漏洩磁束とコイル１の通電電
流との間に作用する電磁力を利用する漏洩磁束（リーケ
エィジ）型電磁石である。図１１の電磁石の構成は、前
記のテーパプランジャ型に類似しているが、固定磁極面
４に対してプランジャ３の先端面は大きい離隔距離をも
って対向しているため、プランジャ３の先端面からの漏
洩磁束は、磁気抵抗の大きいコイルを経過するため、コ
イル通電の起磁力による磁束の発生が効果的に実施でき
ない。従って、漏洩磁束（リーケエィジ）型の電磁石
は、電磁石の所要吸引力が微小で、所要ストロークが比
較的大きい用途に限定される。

【００１２】なお、漏洩磁束（リーケエィジ）型電磁石
の改善案として、特開昭５３−１３５４５６号公報に
「ソレノイド」が提案されている。この提案は、プラン
ジャに作用する吸引力最大の位置を任意に得られる点に
特徴がある反面、継鉄の内方に所定距離突出する磁性体
によって、励磁コイルの形状が複雑化して、かつコイル
部の所要体積が減少して、必ずしもソレノイドの小型化
に貢献しない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術では得られない電磁石を開発したもので、所要の吸
引力とストロークにおいて、より微小な電力によって高
感度の動作を可能とし、小型、軽量の形状と単純な構成
の電磁石の提供を目的とする。本発明の他の目的はプラ
ンジャの移動に伴う吸引力の変動を所望の変化に調整し
た電磁石を提供することである。

【００１４】さらに本発明は、中立位置に好適にバラン
スする高感度の電磁石を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の技術手段
は、筒状ボビンに電線を巻装したコイルと、コイルの磁
路を形成しボビンの両端開口部外側に軸平行磁極面を形
成したヨークと、ボビンの中空孔内に軸方向に移動自在
に挿通したプランジャとからなる電磁石において、前記
ヨークの一方の磁極面を軸延長方向に延出すると共に、
前記プランジャの軸直交端面の無通電時の軸方向位置を
前記ヨークの前記一方の磁極面の内側端面と略一致させ
る手段を備えたことを特徴とする電磁石である。ヨーク
及びその開口磁極面は断面円筒形が好ましいが、断面弧
状、方形、その他の形状であっても差し支えない。

【００１６】ここで、コイル１の無通電時のボビンの中
空孔内のプランジャの位置を、上記の指定位置に安定し
て配置する具体的手段としては、弁その他定位置に安定
停止する部材に組み込み使用するときはその安定停止位
置に合わせ、拘束位置のない部材に組み込み使用する時
は他の位置保持手段を用いる。すなわち、プランジャの
軸直交端面の無通電時の軸方向位置をヨークの一方の磁
極面の内側端面と略一致させる手段は、適用対象装置と
の位置決め手段、プランジャの付勢手段、及びプランジ
ャの平衡手段からなる群から選ばれた１又は複数の手段
とするのが好適である。適用対象装置との位置決め手段
としては、例えば、弁座、ストッパ、押しぼたん、リレ
ー、接点、スイッチ装置又はラッチング装置の位置設定
手段等がある。プランジャの付勢手段としては、例え
ば、重力、バランスウエイト、弾性ばね力、流体圧力、
又はゴム弾性力等による付勢手段がある。また、プラン
ジャの平衡手段としては、例えば、流体の浮遊力、電磁
力の附加等の手段がある。これらの各種の手段のうち、
適切な１又は複数の手段を用いるとよい。例えば、電磁
石のヨーク側とプランジャとの間に作用させるスプリン
グ抗力、あるいは永久磁石等による磁気力を採用する。

【００１７】次に本発明の第２の技術手段は、上記第１
の技術手段の軸延長方向に延長した軸平行磁極面が軸方
向に断面変化する面であることを特徴とする。この断面
変化は目的に応じてそれぞれ規則的な断面変化を付する
ことができる。この断面変化としては例えば円錐形又は
ベルマウス形を採用することができる。ベルマウス形を
さらに具体的に挙げると、円弧包絡面形、抛物線包絡面
形、双曲線包絡面形及び高次曲線包絡面形の群から目的
に応じて選ばれた規則的断面変化とするとそれぞれ特徴
ある吸引力特性を発揮させることができる。

【００１８】また、更に、第３の技術手段は、第１ある
いは第２の技術手段を適用した構成の電磁石において、
一方磁極面を前記ヨークに固着し、他方磁極面を、微小
間隙を介して前記プランジャの軸平行側面に対面させた
永久磁石を介装したことを特徴とする。この永久磁石
は、前記ヨークに形成した一対の開口部の、ヨークとプ
ランジャの軸平行側面との間のそれぞれの間隙に、永久
磁石の起磁力による磁束をある比率で分流させるもので
ある。そしてそれぞれの間隙を調整することによって分
流比調整することができ、プランジャ３は永久磁石によ
る吸引力とばね等の付勢力とがバランスする位置に静止
する。また、コイルに通電を実施して、コイル通電によ
る磁束と永久磁石の磁束と永久磁石の磁束とを重畳又は
相殺させて、磁束重畳側に大きな吸引力を発生させて、
永久磁石のない電磁石に比べてさらに高感度になる。

【００１９】また、ヨークの一方の磁極面の軸方向延長
端にプランジャ端部に対向する軸直角磁極面を設ける
と、平面プランジャ型の電磁石の特性を合わせもつ電磁
石を得ることができ好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】さて、図１に示す本発明の第１の
技術手段による作用を、前記図７の平面プランジャ型電
磁石と対比して説明する。図１は本発明の一実施例の構
成を示す模式構成図、図２はその部分拡大図である。図
において、筒状ボビンに電線を巻装したコイル１を囲繞
し上記ボビンの両端開口の対面部に開口を設けたヨーク
２が設けられている。上記ボビンの中空孔内の平行側面
に沿って摺動し、ヨーク２と開口間隙７を介してプラン
ジャ３が挿通されている。ヨーク２の一方の開口をヨー
ク外側に筒状に突出させ上記開口と同軸平行の空洞内側
面に固定磁極面４が形成されている。そしてコイル１の
無通電状態において、空洞状固定磁極面４のヨーク内側
面５と、固定磁極面側のプランジャ３の端面６とが、プ
ランジャ軸方向の略一致する位置に、安定して配置され
ている。コイル１の通電によって、空洞状固定磁極面４
はプランジャ３を吸引する。

【００２１】間隙７は、プランジャ３の吸引過程におい
て、コイル１の通電の起磁力によるプランジャ３と空洞
状固定磁極面４の間隙の磁束密度を所望値に設定して所
要吸引力Ｆを発生させ、かつプランジャ３の吸引終了時
に電磁石鉄心の略飽和値に近接するように、電磁石の起
磁力に直列に挿入する所定磁気抵抗の非磁性体間隙であ
る。この非磁性体間隙の直列挿入位置は、固定磁極面４
とプランジャ３との機械的摩耗を避けるために配置する
間隙と兼用して、図示の間隙７の位置に配置する。

【００２２】次に、プランジャ３の端面６が、ヨークの
磁極面の内側端とプランジャ軸方向に略一致する位置に
安定して配置する意義と手段について説明する。図２に
示すように、空洞状固定磁極面４のヨーク内側面５と、
プランジャ３の固定磁極面側の端面６とが軸方向にほぼ
一致する位置にあると、ヨーク２の空洞状固定磁極面４
とプランジャ３の端面６との間に発生する磁場の強さ
は、図示のプランジャ３の端面６を間隙７ｂの寸法だけ
微少量、図の向かって右方向に離隔した点線図示の６ａ
の位置に移動させても図示間隙７ｂの寸法が微小であれ
ば、磁場の変化は小さくて両者間の吸引力も実用上の差
異がない。従って、略一致とは、プランジャ３の端面６
が、機械的公差も考慮して、図２の端面６が端面６ａの
位置にあってもよく、この位置の近傍の範囲内に位置す
ればよい。なお、この位置に安定して配置する具体的手
段としては、この電磁石を使用する対象装置との関連か
ら種々定めることができ、ヨーク２側の固定部とプラン
ジャ３の間に、図示を省略したスプリングまたは永久磁
石等を配置して、プランジャ３にスプリング抗力あるい
は磁気力を作用させ、プランジャ３の位置を安定にして
保持する機構を採用する。

【００２３】さて、プランジャ３の動作ストロークと吸
引力の関係を、図６の動作特性曲線図に例示した。図６
において横軸はストロークｓ、縦軸は吸引力Ｆを示す。
ストロークの零点は上記図２のヨーク２の内側端面５の
位置であり、ストロークｓの値（図６の零点から向かっ
て左側に取った長さ）はヨーク２の空洞状固定磁極面４
の軸方向長さに相当する。

【００２４】図６に掲げる曲線Ａは、プランジャ先端と
固定磁極面との間隙７の寸法δが、全ストローク範囲で
同一である第一の発明と同一構成であるが、固定磁極面
４の軸方向長が短く、コイル１の通電による電磁石磁路
の磁束密度が鉄心の飽和磁束密度に接近してプランジャ
３の吸引移動過程を通してパアミアンスＰの変化が小さ
い電磁石の動作特性曲線を示す。そして、プランジャに
作用する電磁石の吸引力Ｆは、空洞状固定磁極面４のヨ
ーク内側面５と、プランジャ３の固定磁極面側の端面６
とが、軸方向で一値した位置、すなわち、ストロークが
零の点において吸引力が最大であり、プランジャ３が左
方に移動するに従って急速に吸引力は減少し、ストロー
クｓ₁ の位置で吸引力は零となる。

【００２５】また、図示のＢ曲線は上記電磁石と同一構
成であるが、固定磁極面４の所要の軸方向長の延長と、
固定磁極面４の磁束密度を鉄心の磁気飽和値以下の所定
値に制限する間隙７の間隙の寸法を備えて、プランジャ
３の吸引移動過程を通して所要のパアミアンスＰの変化
を許容する第１の発明の電磁石の動作特性曲線である。
従って、本発明の電磁石は、前述の従来技術の電磁石に
比して、大きな初期吸引力を発生できると共に、上記の
パアミアンスＰの変化を増大させる対策を実施して、例
えば図示のＡ曲線に対するＢ曲線の特性のように、電磁
石の所要ストロークを増大させる効果を発揮する。

【００２６】本発明の電磁石は、小さな電磁力で大きな
初期吸引力を得ることができ、高感度の電磁石として小
型軽量で微少電力で作動するものである。従って、大き
なストローク範囲で略平坦な吸引力を発揮する前記従来
技術であるリーケイジ型とは、その構成だけでなく、吸
引力特性も異にすることが明らかである。ここで、本発
明の電磁石のプランジャの断面寸法の特徴について説明
する。

【００２７】電磁石の有効仕事は初期吸引力とストロー
ク長の積である。励磁アンペアターンと所要ストローク
長が一定である通常の電磁石は、ある適切な動作間隙の
断面積のときに、あるいは動作間隙の最適磁束密度の場
合に、最大の有効仕事を達成することができる。すなわ
ち、前記図７に記載する従来の電磁石が、同一の励磁ア
ンペアターンにおいて最大の有効仕事を実施するために
は、それぞれ所要ストローク長に対応する最適断面積の
プランジャを必要とすることは、前記（２）式からも明
らかである。

【００２８】しかし、本発明者は本発明の電磁石では、
前記（３）式で示される通り、その所要ストロークに略
無関係に、間隙７の寸法の適切な設定のみによって、前
述の従来の電磁石に比し小断面積で同等の有効仕事を達
成するプランジャ断面積の設定によって、従来の電磁石
例えば、図７に掲げる平面プランジャ型電磁石に比し
て、微小電力で駆動可能で、しかも小型で軽量な電磁石
を提供できることを知見した。

【００２９】上記の知見は、同一の吸引力、ストローク
長に設計、試作した、従来の平面プランジャ型電磁石
と、本発明の電磁石の諸設計値を対比した次表によって
具体的に理解できる。すなわち、本発明の電磁石は、従
来の平面プランジャ型電磁石に比して、小さい半径のプ
ランジャの採用によって、小電力で駆動が可能で、コイ
ル形状の小さい、しかも使用する銅量の少ない電磁石を
提供できる。

【００３０】

【表１】

【００３１】次に図３によって、第２の本発明の作用を
説明する。上記第１の発明の特性に対して別の要請に応
じて特性を改善するものとして、初期吸引力を少し下げ
ると共に、長いストロークに対してばねの付勢力に対抗
して良好な作動特性を得たい場合がある。このような要
請に対して本発明の第２の発明は、開口の一方をヨーク
外側に筒状に突出させるが、空洞内面を軸平行に形成し
た第１の発明の固定磁極面４に代えて、固定磁極面４と
プランジャ３との間隙７の寸法を、プランジャ２の吸引
移動に従って変化する形状にしたものである。例えば図
示の間隙７ａから間隙７まで順次間隙を減少させること
によって、所望のパーミアンス変化率を発生させること
を可能とする。この電磁石は中空筒状内側面４ａの形状
の選択、設定によって、プランジャ３の動作ストローク
に関する吸引力特性を改善することができる。

【００３２】図３に示す電磁石は、ヨーク２の空洞状固
定磁極面４の形状をベルマウス状に軸方向に断面変化を
付与したものである。前述の従来技術のテーパプランジ
ャ型のようにプランジャのテーパ面の精密な切削加工を
必要とせず、プレス加工で固定磁極面の安価な量産を可
能にするだけでなく、これによって図６に示す特性曲線
Ｂは、同一の外形寸法とアンペアターンで曲線Ｃに示す
ようなフラットな動作特性を得ることができ、大きい所
要ストロークの高感度で小型軽量な電磁石という要請に
対して効果的に対処できるものである。

【００３３】次に、図４に示す本発明の第３の技術手段
を説明する。特公平７−５２６９０号公報の電磁アクチ
ュエータの発明を前記第１及び第２の本発明に適用した
構成を特徴とする電磁石である。すなわち、第１あるい
は第２の本発明の構成の電磁石において、永久磁石９の
一方磁極面を前記ヨーク２に固着し、永久磁石９の他方
磁極面を微小間隙を介して前記プランジャ３の軸平行側
面に対向させることによって、前記ヨーク２に形成した
一対の開口部の、ヨーク２とプランジャ３の軸平行側面
との間のそれぞれの間隙に、永久磁石９の起磁力による
磁束を、図示のΦ_maとΦ_mbに分流させる構成である。こ
こで、図の上半分はコイル１に通電していない時のプラ
ンジャ３の位置、下半分はコイル１に通電してプランジ
ャ３が付勢されている位置を示している。

【００３４】この実施例は挿通プランジャ型であるた
め、従来の平面プランジャ型に比して図示の吸引側の磁
気抵抗Ｒ₂ が微小値となり、プランジャ３の両端面とヨ
ーク２の開口部の間隙の磁極面形状と寸法調節の手段に
よって、それぞれの磁気抵抗Ｒ ₁ とＲ₂ の調整が容易で
あり、電磁石の省電力、高感度動作特性を発揮する最も
望ましい条件である、Ｒ₁ ／（Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ）≒０．５と
する条件を容易に満たすことができる。

【００３５】次に、図５に示す実施例について説明す
る。磁性体からなる板状蓋体８をヨーク２の空洞状磁極
面４又は、円錐形磁極面４ａの先端に設けた実施例であ
る。円錐形磁極面４ａは上述の軸方向に断面が変化する
磁極面の一例である。従来の図７に示す電磁石の特性曲
線は図６中に曲線Ｄで示したように、ストロークＳが零
の状態すなわち吸引初期の吸引力が著しく小さい。しか
し、ストロークエンド近傍では著しく大きな吸引力を有
している。前述の表１に示したように、平行面型電磁石
では同一吸引力を得るためのプランジャ寸法は著しく大
きくなり、同一寸法で同一アンペアターンの電磁石とす
ると、本発明の実施例に比べて、著しく小さな初期吸引
力となる。長いストロークを有し、その長ストロークに
亘って、ばねを圧縮させる必要がある流量制御弁等にお
いては、ストロークエンド近傍で吸引力が理論的に零と
なる本発明の第１又は第２の発明を改善する必要があ
る。

【００３６】さて、電磁弁、電磁ブレーキ機構のよう
に、動作ストロークの範囲内では略一定の吸引力を必要
とする用途について、前記従来技術の電磁石を採用すれ
ば、駆動電力の増大と装置の大型化を招来し、更に、上
記のように動作ストロークの終了の近傍で、吸引力が零
に近接する本発明の電磁石を採用すると、操作の不安定
かが避けられず、その改善対策を必要とする。

【００３７】そこで図５の実施例は、磁性体からなる蓋
体８を設ける。蓋体８を図５に示すようにヨーク２の先
端に固設して配置することにより、図６に示す動作特性
曲線は、ストロークが小さい領域では特性曲線Ｃにほと
んど添う特性となり、ストロークエンド近くでは特性曲
線Ｄに添う特性となり、ストローク中間領域では、曲線
Ｅのようになる。この吸引力動作特性は、電磁弁、電磁
ブレーキ機構等の操作に効果的に利用できると共に、２
位置作動、あるいは永久磁石を利用するラッチング作動
電磁石の吸着保磁力を向上させる用途等に好適である。

【００３８】以上の図１乃至図５に示した本発明のそれ
ぞれの実施例は、以上のようにそれぞれ優れた特性の電
磁石であるが、これらは例示であって、本発明は上記実
施例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変
えない範囲で、適宜変形して実施できるものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、次の優れた効果を発揮する。（１）省電力で、電池電源等の微小電源容量でも高感度
動作ができる。（２）小型、軽量の電磁石を提供できる。（３）構成が単純、頑丈で部品の加工、組立が容易で量
産に適する。（４）静粛なプランジャ駆動が可能で、動作時の騒音を
発生しない。（５）永久磁石を活用するラッチング特性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の電磁石の縦断図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】別の実施例の部分拡大図である。

【図４】他の実施例の縦断面図である。

【図５】他の実施例の縦断面図である。

【図６】実施例のストロークと吸引力の関係を示すグラ
フである。

【図７】従来の電磁石の縦断面図である。

【図８】従来の電磁石の縦断面図である。

【図９】従来の電磁石の縦断面図である。

【図１０】従来の電磁石の縦断面図である。

【図１１】従来の電磁石の縦断面図である。

【符号の説明】

１コイル２ヨーク３プランジャ４、４ａ磁極面５軸直交端面（ヨークの）６、６ａ軸直交端面（プランジャの）７、７ａ、７ｂ間隙８蓋体９永久磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状ボビンに電線を巻装したコイル
（１）と、該コイル（１）の磁路を形成し該ボビンの両
端開口部外側に軸平行磁極面（４）を形成したヨーク
（２）と、該ボビンの中空孔内に軸方向に移動自在に挿
通したプランジャ（３）とからなる電磁石において、前
記ヨーク（２）の一方の磁極面（４）を軸延長方向に所
要長さ延長すると共に、前記コイル（１）の無通電時の
前記プランジャの軸直交端面（６）の無通電時の軸方向
位置を前記ヨーク（２）の前記一方の磁極面（４）の内
側端面（５）と略一致させる手段を備えたことを特徴と
する電磁石。
【請求項２】前記略一致させる手段は、適用対象装置
との位置決め手段、プランジャの付勢手段、及びプラン
ジャの平衡手段からなる群から選ばれた１又は複数の手
段であることを特徴とする請求項１記載の電磁石。
【請求項３】前記軸延長方向に延出した軸平行磁極面
（４）が軸方向に断面変化する面（４ａ）であることを
特徴とする請求項１又は２記載の電磁石。
【請求項４】前記断面変化は円錐形、又はベルマウス
形であることを特徴とする請求項３記載の電磁石。
【請求項５】一方磁極面を前記ヨーク（２）に固着
し、他方磁極面を、微小間隙を介して前記プランジャ
（３）の軸平行側面に対面させた永久磁石（９）を介装
したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電
磁石。
【請求項６】前記ヨーク（２）の一方の磁極面（４）
の軸方向延長端に軸直角磁極面をプランジャ（３）端部
に対向して設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れ
かに記載の電磁石。